發(fā)布時間：2021-09-29 10:27

　　為了解決衛(wèi)星載荷地面檢測設(shè)備研制過程中遇到的研制成本高、研制周期長、維護更新困難等問題,分析和總結(jié)了衛(wèi)星載荷地面檢測設(shè)備常用功能,提出了在一塊PXI板卡上集成OC指令接口、RS422通信接口、電機脈沖接口、AD遙測接口等多種接口的解決措施,并進行了相應(yīng)的軟硬件及通用性方面的設(shè)計研究,達到了提高設(shè)備的便攜性和集成度、控制成本、縮短研制周期、提高研制效率以及增加通用性和可配置性的目的,具有很強的航天工程實用意義。 

【文章來源】：大氣與環(huán)境光學學報. 2020,15(03)CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖４?ＲＳ４２２通信接口原理圖??Ｆｉｇ．４?ＲＳ４２２?ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?ｃｉｒｃｕｉｔ??

ＭＯＳ、ＰＣＩ、ＬＶＤＳ等多種工業(yè)Ｉ／Ｏ標準＾?ＦＰＧＡ主控制電路還包括了其最??小系統(tǒng)所必需的時鐘電路、配置電路以及ＪＴＡＧ下載電路等．??ＰＸＩ接口的實現(xiàn)有三種常見可行方案Ｍ：?ＩＰ核方式、軟核方式、專用芯片方式。選用專用橋接芯片的??優(yōu)點是其已實現(xiàn)了與ＰＣＩ總線的復(fù)雜接口功能，只需控制ＰＣＩ硬件板卡本地邏輯，即可實現(xiàn)ＰＣＩ總線和??本地總線之間的數(shù)據(jù)傳遞，因此采用此方案可以大大減少研發(fā)周期，縮小研發(fā)風險．本設(shè)計采用ＰＬＸ公??司的ＰＣＩ９０Ｍ專用接口芯片，整個母卡的硬件原理框圖如圖２所示。??圖２母卡硬件原理圖??Ｆｉｇ．?２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｏｔｈｅｒ?ｂｏａｒｄ??２．４子卡硬件設(shè)計??子卡主要集成了?〇Ｃ指令接口、ＲＳ４２２通信接口、電機脈沖接口、ＡＤ遙測接口，對外檢測載荷單??機功能是否正常，??

２３６?大氣與環(huán)境光學學報?１５卷??圖１整體方案示意圖??Ｆｉｇ．ｌ?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｏｖｅｒａｌｌ?ｐｌａｎ??２．３母卡硬件設(shè)計??設(shè)計的ＰＸＩ板卡硬件結(jié)構(gòu)采用模塊化的形式，整個板卡分為子母卡＜?母卡采用ＦＰＧＡ＋ＰＣＩ橋接芯片??作為主控模塊，通過ＰＸＩ總線與上位機進行通信．其中ＰＸＩ總線是一種基于ＰＣ平臺、適用于自動化測??量系統(tǒng)的總線，它結(jié)合了?ＰＣＩ總線與Ｃｏｍｐａｃｔ?ＰＣＩ中堅固的、模塊化的歐式機械封裝，并增加了專門的??同步總線和一些關(guān)鍵的軟件性能Ｍ．??ＦＰＧＡ主控模塊使用Ａｌｔｒａａ?Ｃｙｄｏｗ?ＩＩＩ系列的ＦＰＧＡ，此系列ＦＰＧＡ支持１５０?ＭＨｚ時鐘速率＞?具有??５５０００個邏輯單元和２．３４?Ｍｂ內(nèi)存，最多支持４個鎖相環(huán)（ＰＬＬ），該模塊有３２７路Ｉ／Ｏ引腳，分為８組??ｂａｎｋ，支持ＬＶＴＴＬ、ＬＶＣＭＯＳ、ＰＣＩ、ＬＶＤＳ等多種工業(yè)Ｉ／Ｏ標準＾?ＦＰＧＡ主控制電路還包括了其最??小系統(tǒng)所必需的時鐘電路、配置電路以及ＪＴＡＧ下載電路等．??ＰＸＩ接口的實現(xiàn)有三種常見可行方案Ｍ：?ＩＰ核方式、軟核方式、專用芯片方式。選用專用橋接芯片的??優(yōu)點是其已實現(xiàn)了與ＰＣＩ總線的復(fù)雜接口功能，只需控制ＰＣＩ硬件板卡本地邏輯，即可實現(xiàn)ＰＣＩ總線和??本地總線之間的數(shù)據(jù)傳遞，因此采用此方案可以大大減少研發(fā)周期，縮小研發(fā)風險．本設(shè)計采用ＰＬＸ公??司的ＰＣＩ９０Ｍ專用接口芯片，整個母卡的硬件原理框圖如圖２所示。??圖２母卡硬件原理圖??Ｆｉｇ．?２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｏｔｈｅｒ?ｂｏａｒｄ??２．４子卡硬件設(shè)計??子卡主要集成了?〇Ｃ指令接口、ＲＳ４

【參考文獻】：
期刊論文
[1]“高分五號”衛(wèi)星大氣主要溫室氣體監(jiān)測儀（特邀）[J]. 熊偉.  紅外與激光工程. 2019(03)
[2]“高分五號衛(wèi)星載荷研制”專輯[J]. 劉文清.  大氣與環(huán)境光學學報. 2019(01)
[3]星載信息處理箱的地面檢測設(shè)備的研制[J]. 韓圣東,薛長斌.  電子設(shè)計工程. 2017(04)
[4]基于PXI的衛(wèi)星地面測試信號采集控制系統(tǒng)[J]. 龔潺,張丹,桑小沖,王斌,徐鋒.  電子測量技術(shù). 2015(03)
[5]基于PXI模塊化儀器的載人航天器自動測試等效器系統(tǒng)設(shè)計[J]. 張福生,陳莉欣,景旭貞.  計算機測量與控制. 2014(06)
[6]基于PXI的艦載測試系統(tǒng)硬件設(shè)計[J]. 李艷春,周茉,劉志偉.  微計算機信息. 2010(25)

碩士論文
[1]基于PXI總線的航天器等效器系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 郭東麗.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]基于FPGA的PCI數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計[D]. 王立娜.北方工業(yè)大學 2008



本文編號：3413553